新能源電力系統中的儲能技術探討

藥煒

【摘要】：發展儲能是滿足日益增長的電力需求、電網削峰填谷以及增加可再生能源并網消納的重要途徑，儲能技術在電網中的應用將大幅提高電網運行的安全性、可靠性、經濟性和靈活性。

【關鍵詞】：新能源；電力系統；儲能技術

引言

能源問題、環境問題是當今社會關注的熱點，大力發展清潔能源是未來趨勢，但以風電和太陽能發電為代表的清潔能源，由于自身的不穩定性和間歇性給電網帶來重大挑戰。在全球應對氣候變化形勢下，世界范圍內正在經歷著新型能源體系的變革，能源全球互聯正從備受矚目的宏大構想邁向現實，其中儲能技術扮演著重要的角色。

1、新能源電力系統中儲能技術具有的作用

（1）新能源電力系統的運行穩定性可通過采用具有動態調節能力和快速響應的儲能技術來進行提高。對于電力系統的無功和有功功率的需求，儲能技術能有效地進行滿足，從而對電力系統的瞬時功率進行改善，提高瞬時功率的平衡水平，進而使得電力系統的運行穩定性得以增強。

（2）在新能源電力系統中應用具有快速響應能力的儲能技術，再進行科學合理的配置，將多余的能量吸收，能有效的對風電機組進行保護，是風電機組的低電壓整體穿越能力得以增強。

（3）新能源電力系統中應用儲能技術可以很大程度的提

高新能源電力系統的經濟性。在新能源電力系統中采用大容量的壓縮空氣以及抽水儲能等儲能技術，在時間軸上將風電平移，對電力系統進行優化，提高電力系統的經濟性，擴大電力企業的經濟效益。

2、儲能技術的分類

2.1抽水蓄能

當前使用最多的儲能技術是抽水蓄能，該儲能方式的技術發展最成熟且又經濟，其轉換效率也較高大約在百分之七十五左右。抽水蓄能的過程為在用電低谷期，利用多余的電能使下游水庫中的水抽到上游水庫中存儲起來；在用電高峰期將上游水庫的水閘打開放出并將其用來發電。然而，通常使用的抽水蓄能電站可根據建設類型以及機組形式分為以下幾類，如圖1所示：

此外，選址對于抽水蓄能電站也非常重要，應選在負荷變化量大、用電量大、水源充足的地區。我國的抽水蓄能電站已經應用多年，且當前所掌握的建設技術也比較完善，開發使用的技術也日漸完善。

2.2氫儲能

氫儲能作為可再生能源的主要儲能方式，一般是“氫—電—氫”的循環利用。原理為通過電解水產生H2和O2，當風電充足無法上網時，使用過剩的風電通過電解水產生H2，需要用電時再將H2釋放出來轉換為電能。

2.3電池儲能

儲能蓄電池是應用于新能源當中的一類蓄電池，主要是風力發電技術相比于其他技術其投入成本低，技術相對比較成熟，是現在使用最廣泛的儲能形式，由圖2可看出電池儲能的形式在如今儲能類型中占有相當一部分的比例。

3、新能源電力系統中的儲能技術的應用

3.1在光伏并網中的應用

系統瞬時功率平衡水平問題是光伏并網中存在的主要難題，在光伏并網中運用儲能技術，在很大程度上能有效的解決這一難題。在光伏并網負載功率等脈動形勢下，可有效應用儲能技術的無源式并聯儲能方案，使得蓄電池的充放電電流更加平滑。無源式并聯儲能方案通常應用于獨立光伏系統。另外，也可以應用混合儲能系統，對新能源電力系統中的瞬時功率的平衡性進行處理。組合磷酸鐵鋰電池、超級電容，需要注意的是，超級電容具有很高的功率密度，磷酸鐵鋰電池具有很大的能量密度，將兩者組合之后，應科學合理的設置控制結構和方式，以最大程度的發揮出其效用。據相關的仿真試驗結果證明，對于新能源電力系統的運行穩定性問題，適當的應用混合儲能系統，可以有效的提高電力系統的運行穩定性。

3.2在風能電力系統中的應用

新能源電力系統的運行穩定性在很大程度上依賴于系統的瞬時功率平衡水平，在新能源電力系統中運用儲能技術可滿足電力系統的無功和有功功率的需求，對系統的瞬時功率平衡進行優化，保證新能源電力系統的運行穩定性。比如，儲能技術應用于風電系統中，可有效的解決該電力系統的電壓穩定性問題該電力系統的電壓穩定性問題。在該電力系統中運用的儲能技術是超導儲能技術，主要針對風電系統中的聯絡線短路以及風速擾動問題進行有效的解決。根據相關的仿真資料表明，風電系統中應用超導儲能技術，若風電系統出現網絡故障，則超導儲能技術能對網絡故障進行有效解決，并保證風電場的穩定；在風電系統的風力受到擾動的情況下，超導儲能技術可保證風能電力系統風電場的輸出平滑。超導儲能技術主要是在并網型的風電系統中應用，超導儲能技術可以構建完善的SMES模型，并對最優的反饋矩陣進行計算，計算之后可以發現，在并網型風電系統中運用超導儲能技術，在很大程度上可以改善并網型風電系統的輸出電壓穩定性。風電系統的穩定性受到風電出力可控性的影響，在風電系統中應用儲能技術，可以有效的改善風電出力的平滑性，使風門的可控性得以提高，而且串并聯型超級電容器儲能系統可應用于風電出力平抑波動中。根據大量的仿真試驗數據表明，串并聯型超級電容器儲能系統可對風電出力的平滑性進行有效的改善，解決電壓下降、風能不確定性等問題，使得風電場穩定性得以提高。除此之外，將飛輪儲能裝置并聯在永磁同步風電機組的直流母線上，該風電機組使用的是全功率變頻器。飛輪儲能裝置的應用，可對風電機組的輸出功率穩定性進行模糊控制，實現風電機組輸出功率的穩定性控制。

結語

儲能雖然在我國起步較晚，但隨著我國新電改方案的實施，清潔能源發電、智能微電網、電動汽車等行業的發展將不斷提速，隨著霧霾等各種環境問題的出現， 可再生能源也逐漸受到了各方的重視。其中，在利用可再生能源的過程中最為關鍵的是儲能技術，儲能技術的應用將形成新的發展趨勢。在發電、輸電、配電以及用電等各個環節，儲能技術將得到廣泛的應用。

【參考文獻】：

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